Тема 4. Наследственные болезни нервной системы

Рассмотрим группы МЗ, которые классифицируются в зависимости от того, какая система организма поражается первично.

1-я группа. Наследственные болезни нервной системы. Правильнее эту группу следует называть как наследственные болезни нервной и мышечной систем. Эта группа, в свою очередь, подразделяется на: нервно-мышечные, в состав которых входят мышечные болезни (ПМД, миотонии, пароксизмальные миоплегии), а также спинальные и невральные амиотрофии.

Кроме того, выделяют МЗ с преимущественным поражением пирамидной системы (НСП), экстрапирамидной системы (Хорея Гентингтона, торзионная дистония, гепатоцеребеллярная дистрофия, синдром Туретта), мозжечковой системы (наследственные мозжечковые атаксии), а также группу факоматозов (нейрофиброматоз, туберозный склероз).

Рассмотрим клинические и молекулярно-генетические аспекты указанных групп НБНС.

1-я группа. Нервно-мышечные. Подгруппа А – мышечные болезни:

1) прогрессирующие мышечные дистрофии (ПМД).

- ПМД Дюшенна/Беккера.

Этиология. Особенности фенотипических проявлений заболевания обусловлены делециями или реже дупликациями в гене дистрофина, в сегменте Хр21.3-р21.1, а в большинстве остальных случаев, точковыми мутациями. Крупные del/dup выявляются примерно в 65% случаев.

Ген дистрофина является самым большим из известных генов человека и составляет почти 0.1% (2,4 мпн.) всей геномной ДНК, содержит 85 экзонов, и кодирует мРНК размером около 14 тпн.

Патогенез. Основной продукт гена - мышечный белок дистрофин - имеет молекулярный вес 427 кДа. Функция дистрофина заключается в стабилизации сарколеммы мышечного волокна путем связывания своим N-концом с актином - главным компонентом внутриклеточной системы микрофиламентов, а С- концом - с группой дистрофин ассоциированных дистро- и саркогликанов - белков сарколеммы и через них с основным белком внеклеточного матрикса ламинином. Мутации в гене дистрофина приводят либо к полному (миодистрофия Дюшенна) либо к частичному (миодистрофия Беккера) отсутствию одноименного белка, следствием чего является нарушение нормального функционирование мембраны мышечной клетки.

Повышенная проницаемость мембран или наличие в них физических разрывов, характерных для пренекротических или некротических волокон, приводит к оттоку ферментов из мышц в сыворотку крови. На начальной стадиях заболевания дегенерация мышечных волокон компенсируется активной регенерацией фибрилл, благодаря делению и слиянию миогенных сателлитных клеток. Однако, с возрастом этот процесс становится всё менее эффективным, вызывая прогрессирующую мышечную слабость и смерть в результате нарушения функций сердца и диафрагмы.

Клиника ПМДД: раннее начало (до 5 лет) c появлением мышечной слабости, атрофией мышц, преимущественно в проксимальных отделах нижних конечностей. Атрофии симметричны. Как правило, имеет место некоторая задержка моторного развития: дети начинают ходить после 1 года жизни (1год.2-3мес.), мало бегают, не прыгают. В большинстве случаев отмечаются псевдогипертрофии икроножных мышц (в 3-5-летнем возрасте). Течение болезни – неуклонно прогрессирующее. Типичны миопатические симптомы: "утиная"походка, "крыловидные лопатки", гиперлордоз поясничного отдела позвоночника, симптом вставания "лесенкой", уплощенная грудная клетка, затруднение при подъеме по лестнице, "лицо миопата" - амимичное, одутловатое, со слабостью круговой мышцы рта. Нетипично наличие фасцикулляций, чувствительных расстройств. Постепенно нарастают атрофии мышц проксимальных отделов конечностей (плеча, бедра, надостных, подостных мышц). Рефлексы: коленные, с mm.bicepsis br., tricepsis br. - угасают в первую очередь, ахилловы сохраняются дольше. Потеря способности самостоятельной хотьбы происходит чаще всего до 10 лет, после чего нарастают атрофические изменения в мышцах, формируются выраженные сгибательные контрактуры в коленных, тазобедренных, голеностопных, локтевых суставах. Для заболевания типична умственная отсталость легкой степени (отсутствует критика к собственной болезни), как правило, имеет место кардиомиопатия. Продолжительность жизни - не более 25 лет Летальный исход наступает в следствии декомпенсации сердечной и дыхательной деятельности.

Диагностика:

1. Биохимические исследования крови:

- уровень КФК повышен в 10 и более раз по сравнению с нормой (в активную фазу болезни).

2. ЭМГ-исследование подтверждает первично-мышечный характер поражения.

3. Биопсия мышц - выявляет различные аномалии мышечных волокон (атрофические и гипертрофические процессы, фокусы некротизированных и регенерирующих волокон, гиалиновые волокна и др.). Наличие дистрофина определяется менее чем в 5% мышечных волокон.

4. ЭКГ, УЗИ-сердца - выявляются признаки миокардиодистрофии.

5. Основной метод – ДНК-исследование, прямые и косвенные методы.

ПМД Беккера во многом имеет сходство с симптоматикой ПМДД, однако прогрессирование при ней более растянуто по времени: дети начинают ходить, как правило, до или в возрасте 1 года, двигательно более активны (бегают, прыгают; позднее 5лет выявляются признаки болезни, причем слабость четырехглавых мышц бедер в течение длительного времени может являться единственным симптомом заболевания, отмечается более позднее формирование контрактур, редко наступает нарушение самостоятельной ходьбы до достижения 16-летнего возраста. Интеллект, как правило, не снижен. Реже выявляется миокардиодистрофия – по сравнению с вариантом Дюшенна. Больные могут иметь потомство.

Дополнительные методы диагностики те же:

- уровень КФК может превышать в 5 раз нормальные величины;

- ЭМГ и результаты биопсии мышц свидетельствуют о первично-мышечном характере поражения; аномальный дистрофин выявляется почти в половине мышечных волокон, что, по-видимому и определяет более благоприятный фенотип;

- ДНК-исследование: мутации при варианте Беккера чаще выявляются в начале гена - 13-17 экзоны.

Лечение:

А. Первый подход – симптоматическая терапия с элементами патогенетической:

1. Дезинтоксикационные, реологические препараты: гемодез, реополиглюкин по 10 инфузий на курс.

2. Сосудистые препараты: трентал в/в капельно и др.

3. Препараты, улучшающие окислительно-восстановительные процессы в миоцитах: ЦИТО-МАК, Цитохром С, Коэнзим Q10, Убихинон.

4. Глюкокортикоиды: преднизолон мв минимальных дозах курсами по три месяца с трех месячным перерывом.

5. Нестероидные анаболические препараты: калия оротат.

6. Витаминные препараты, содержащие аминокислоты и минеральные вещества (Юникап, глутамевит и др.)

7. Физиолечение: 1) ЛФК – специальный комплекс до состояния легкой усталости; 2) Массаж – без этапа разминания; 3) электростимуляция пораженных мышц.

Обязательно ведение дневника.

Рекомендуется проводить данные курсы до 4 раз в год. Указанная схема в большинстве случаев улучшает состояние больных, продляет на 2-4 года их способность к самостоятельной ходьбе

Б. Кроме того, внедряется в практику еще один метод лечения, суть которого заключается в терапии эмбриональными стволовыми клетками. Доказано, что в костном мозге присутствуют стволовые клетки не только всех форменных элементов крови, но и предшественники миобластов. В виду широкого распространения мультипатентных стволовых клеток после трансплантации, открывается возможность не только локального но и системного исправления дефекта в различных группах мышц при ПМДД/Б.

В. Генотерапия ПМДД/Б.

Биологические модели ПМДД/Б: мыши mdx, собаки породы золотой ретривер.

Несмотря на очевидные успехи в исследованиях структуры гена дистрофина, его продуктов, и в выяснении биомеханизмов заболевания, реальных успехов в генотерапии МДД пока не достигнуто. Причиной этого являются, по-видимому, не только гигантские размеры гена и его мРНК, но и, главным образом, отсутствие эффективных средств доставки гена в мышцы.

Считается, что достижение терапевтического эффекта возможно при успешной трансфекции не менее 20%, а по последним данным даже 40% всех мышечных волокон не только скелетной мускулатуры, но так же мышц сердца и диафрагмы. При этом основными критериями эффективности трансфекции являются: появление дистрофин-положительных мышечных волокон (ДПМВ), нормализация уровня биохимических маркеров ПМДД/Б, изменения физиологических параметров (силы мышц и др.).

В активно разрабатываемых в настоящее время генотерапевтических подходах к лечению ПМДД/Б можно выделить несколько направлений:

· коррекция дефекта путем введения нормальных копий кДНК гена дистрофина в составе рекомбинантных вирусных частиц или посредством невирусных способов доставки;

· коррекция мутаций на уровне геномной копии гена или на его первичном РНК- транскрипте;

· активация в мышечных волокнах и клетках репрессированного в ходе онтогенеза аутосомного гомолога гена дистрофина - гена утрофина

Трансфекция мышечных волокон с использованием вирусных векторов

В экспериментах на мышах удалось продемонстрировать достаточно эффективную и долговременную трансфекцию скелетных и сердечной мышц, мышцах диафрагмы после внутривенного введения рекомбинантного аденовируса с кДНК гена дистрофина. Наибольшим серьезным препятствием к использованию вирусных векторов для доставки генетических конструкций является выраженный иммунный ответ на вирусные антигены. Тем не менее работы по совершенствованию вирусных способов доставки не прекращаются. Вместе с тем, нельзя не отметить, что именно в Коламбусе, в Университете Штата Огайо 2 сентября 1999 года Донован Декер - больной с конечностно-плечевой формой мышечной дистрофии, вызванной мутацией в гене мышечного белка саркогликана - стал первым пациентом в мире с мышечной дистрофией, который получил инъекцию генно-иженерной конструкции на базе адено-ассоциированного вируса и кДНК гена саркогликана.

Невирусные способы доставки кДНК гена дистрофина

Невирусные способы доставки включают баллистическую трансфекцию, методы электропорации (электрошока), введение генетических конструкций в составе липосом или упакованных с помощью олигопептидов, молекулярных коньюгатов, полимерных носителей. Эти носители в значительной мере лишены недостатков присущих вирусным векторам, однако, способность к трансформации у большинства из них ниже, чем у вирусных векторов. Первые эксперименты по доставке "голой" плазмидной ДНК с кДНК гена дистрофина человека показали возможность трансфекции и появление ДПМВ у mdx мышей.

Наиболее продвинутыми на сегоднешний день являются исследования по доставка гена дистрофина методом электропорации или с носителем на основе полимерной формы декстрана. В последнем случае для доставки гена дистрофина использовали декстран, обеспечивающий самособирающийся ДНК полимерный комплекс. Отсутствие токсичности и иммунного ответа, дессиминация по различным группам мышц и достаточно длительная (более двух месяцев) экспрессия показали перспективность данной системы доставки для проведения клинических испытаний.

Еще более обнадеживающие результаты получены в экспериментах на мышах, крысах, кроликах и обезъянах по доставке генетических конструкций в мышцы с помощью электропорации. Восьмикратный электрический импульс (200 V/cm2, 20 мсек, 17 Гц), через 30 секунд после введения плазмид с геном LacZ приводил к синтезу b-галактозидазы в 76% мышечных волокон, а с использованием электрошока только в 8%.

Генная терапия на уровне первичного транскрипта гена дистрофина

Некоторые подходы, используемые в настоящее время для коррекции мутаций в самом гене или в его первичном РНК-продукте уже рассмотрены нами выше.

Особое внимание привлекает техника направленной утраты экзона, несущего мутантный стоп-кодон, разработанная в лабораторе Дж. Диксона (George Dickson) в Великобритании.

Активизация экспрессии утрофина - аутосомного гомолога гена дистрофина

Оригинальный подход к генотерапевтическому лечению МДД разрабатывается в Оксфордском университете группой под руководством Кей Девис (Kay Davies). Суть метода заключается в попытке дерепрессии аутосомного гомолога дистрофина - гена утрофина, По последним данным, группе Кей Девис удалось идентифицирован промотор В гена утрофина, воздействуя на который можно включать и изменять уровень экспрессии этого гена.

Исследования по генной терапии ПМДД/Б в России начаты в 1996г. в Институте акушерства и гинекологии им. Д. О. Отта РАМН (Санкт-Петербург) и ведутся в комплексе с другими научно-исследовательскими институтами России, (Институт молекулярной биологии им.акад. В.А. Энгельгардта РАН; Институт цитологии РАН С-П, Научный Центр Медицинской Генетики РАМН, Институт экспериментальной медицины РАМН С-П), в тесном контакте с ведущими лабораториями по данной проблеме в Великобритании и Италии. В работе по исследованию невирусных способов доставки генов в пораженные мышцы использованы экспрессионные плазмидные конструкции как с полноразмерной кДНК гена дистрофина либо с кДНК мини-гена дистрофина под различными промоторами (SV-40, MLV, HSA и др). Апробированы следующие варианты невирусной доставки - баллистическая трансфекция с использованием "генного" ружья, введение плазмидной ДНК, упакованной в липосомы (липофектамин и полилизин), аналоги вирусных олигопептидов (K8 и JTS1), синтетические полимерные микросферы, комплексы с молекулярными конъюгатами лактоферрина.

Экспрессию трансгена изучали с помощью молекулярных (ПЦР, RT-PCR, блотгибридизация, Northern-blot), биохимических (иммуноблот, анализ мышечной креатинкиназы), гистологических, иммуноцитохимических и молекулярно-цитогенетических (FISH) методов. Получены положительные результаты, т.е. заложена реальная экспериментальная база для продолжения разработки новых подходов ГТ ПМДД/Б в России, а в перспективе и для фазы I клинических испытаний этого смертельного наследственного заболевания. Работа активно продолжается.

С. Клеточная терапия ПМДД/Б донорскими миобластами как показали многолетние исследования оказались неэффективными.

Профилактика: 1 этап – постановка точного клинического диагноза, в том числе и на основе ДНК-исследования; 2 этап – проведение пренатальной ДНК-диагностики на ранних сроках беременности (при Х-сцепленных вариантах возможно проведение пренатальной Узи-диагностики с целью установления пола); 3 этап – прерывание беременности по медицинским показаниям с согласия родителей (либо сохранение беременности).

Следующая подгруппа нервно-мышечных болезней – наследственные мото-сенсорные невропатии (НМСН) или в отечественной терминологии - невральные амиотрофии Шарко-Мари-Тута. Эта подгруппа относится к наиболее часто встречающейся наследственной неврологической патологии: по зарубежным данным 1:4-6 тыс. населения.

Этиология. Причиной заболевания являются мутации в генах, ответственных за экспрессию белков периферических нервов конечностей.

Патогенез. Мутации в генах приводят к нарушениям функционирования периферических нервов (демиелинизация, либо дегенеративные изменения аксонов) и вторичным атрофиям скелетных мышц дистальных отделов конечностей.

По современной классификации выделяют 5 основных групп НМСН (1993г). Основная их доля представлена 1 и 2 типом.

Для 1-го типа характерно снижение скорости проведения импульса (СПИ) по срединному и б.берцовому нервам менее 30 м/сек и признаки демиелинизации в биоптате седалищного нерва. 1-й тип подразделяется на несколько подтипов:

- 1А-вариант обусловлен мутациями в гене РМР22, кодирующего образование периферического белка миелина, экспрессирующегося в шванновских клетках. При 1А-типе наиболее часто (до 80% случаев) выявляются дупликации участка гена РМР22 (сегмент 17р11.2-р12) длиной 1.5 млн.пар нуклеотидов, реже наблюдается точковые мутации в гене.

- При 1В-подтипе дефект связан с точковыми мутациями в гене Ро, кодирующего интегральный белок миелиновой мембраны периферических нервов. Ген локализован на 1q.

Этот пример указывает на генетическую гетерогенность, т.е.фактически один и тот же фенотип обусловлен мутациями в разных генах.

При 1А и 1В подтипах отмечается АД-тип передачи патологического признака.

Имеются сообщения о существовании АР варианта 1 типа НМСН.

2-й тип НМСН отличается от 1-го типа по данным электронейромиографии (ЭНМГ); СПИ, как правило, выше 30 м/сек, отмечается аксональный характер поражения периферических нервов.

Работы по картированию мутантных генов интенсивно ведутся в различных институтах мира, в том числе и в России. Считают, что существуют как АД, так и АР варианты. На сегодняшний момент уже картированы области генов, ответственные за 2А, 2Б, 2С, 2Д и 2Е подтипы НМСН, причем 2Е подтип впервые в мире картирован при исследовании большой семьи из Мордовии.

3-й тип НМСН - синдром Дежерина-Сотта или гипертрофическая нейропатия. Кроме основных симптомов, наблюдаемых при НАШМТ, при этой форме отмечается гипертрофия периферических нервов, определяемая пальпаторно.

4-й тип - болезнь Рефсума (АР-тип наследования). Имеются сообщения о существовании АР варианта НМСН 4 типа, который в свою очередь подразделяется на 3 подтипа. Наиболее тяжелый подтип НМСН 4а обусловлен мутациями, локализованными в сегменте 8q13-21.1.

5-тип НМСН или перонеальная амиотрофия с пирамидными знаками.

Это редкая АД форма. В России выявлены единичные семьи, причем семейный случай – только в Мордовии. При изучении семейного случая в г.Саранске установлено, что заболевание характеризуется нарастанием тяжести течения из поколения в поколение (феномен антиципации при передаче по женской линии). Если в одном поколении у пораженных сибсов могут отмечаться типичные симптомы НАШМТ с относительно доброкачественным течением, то у потомства, которому они передают мутантный ген, заболевание может протекать по типу болезни Штрюмпеля, с проявлениями нижнего спастического парапареза, тазовыми нарушениями типа недержания, сочетающегося с легкими проявлениями НАШМТ, злокачественным течением и выраженной инвалидизацией к 30-летнему возрасту.

Японскими авторами описана АР НМСН в сочетании с атрофией мозжечка с очень вариабельным возрастом начала, которую они выделяют,

как НМСН 6-го типа.

Описаны случаи с Х-сцепленным рецессивным и доминантным насле-

Дованием (в том числе в РМ). Фенотипические проявления такие же, что при 1, 2-х типах. Известно несколько локусов Х-сцепл. форм НМСН: Хр22.2(ШМТ Х2), Хq27-q28 (ШМТ Х3), Хq13.

В России налажена прямая и косвенная ДНК-диагностика при 1-м и 2-м типах НМСН, АД и Х-сцепленных вариантах. Таким образом НМСН - генетически гетерогенная группа, характеризующаяся выраженным клиническим полиморфизмом. Основная доля всех форм приходится на АД варианты 1 и 2 типов. Несколько реже встречаются ХД-варианты, еще реже - АР-варианты.

Клиника. К наиболее типичным симптомам НМНС относят: прогрессирующие атрофии мышц дистальных отделов конечностей (преимущественно перонеальных мышц, мышц кистей, предплечий; по мере прогрессирования атрофического процесса могут вовлекаться мышцы бедер - концевые атрофии 4-х главых мышц). Поэтому форму ног при НМНС описывали как "ноги аиста" или в виде "перевернутых бутылок". Так как при этом заболевании первично поражаются периферические нервы, то отмечаются расстройства чувствительности по полиневритическому типу (т.е. в виде "чулок-перчаток", чаще со снижением болевой, температурной чувствительности, реже отмечается повышенная чувствительность на болевые раздражители - гипералгезия). Отмечается снижение или отсутствие карпорадиальных, ахилловых рефлексов, деформации стоп по типу "полых", "фридрейховых", реже плоских, кистей по типу "когтистой лапы". Характерна походка в виде "степпажа"(разновидность конской ходьбы).

К более редким симптомам относят: мозжечковые нарушения, различные микроаномалии развития (частичные, синдантилии, диспластичные черты лица, ушных раковин, строения туловища и т.д.). Может иметь место патология ЧМН. При ЭНМГ выявляется снижение СПИ по двигательным и чувствительным волокнам.

Таким образом, для данного семейства заболеваний характерен широчайший клинический полиморфизм: как по возрасту появления первых признаков болезни (от 1 года до 30 лет), так и по степени прогрессирования заболевания (чаще медленно прогрессирующее, однако возможны грубые нарушения хотьбы до 20-летнего возраста), по степени выраженности, разнообразию симптомов.

Диагностика: клинико-генеалогический, ЭНМГ, гистологическое исследование биоптатов периферических нервов, ДНК-диагностика.

Лечение: симптоматическое.

1. Антихолинэстерозные препараты: калимин, оксазил.

2. Витамины группы В.

3. Калия оротат.

4. Фосфаден, аденил, АТФ.

5. Физиотерапия:

- электрофорез с прозерином на паравертебральную область поясничного отдела позвоночника;

- ЛФК;

- Массаж;

- Электростимуляция пораженной группы мышц;

- В некоторых случаях хороший эффект дает санаторно-курортное лечение;

- Ортопедическая коррекция: обувь, хирургические операции (имеют различный эффект).

Профилактика проводится аналогично предыдущей форме.

Спинальные мышечные атрофии (СМА). По некоторым сообщениям распространенность СМА составляет 1:2-4 тыс.человек.

Этиология. Основная доля СМА представлена 3 вариантами, фенотипически различных, но в основе которых в 95% случаев лежат мутации в генах SMN и (или) NAIP – в сегменте 5q 11.2-13.3. Поэтому эти формы в настоящее время объединяют также под формулировкой СМА 5q. Кроме того описано ряд редких форм: СМА сегментная, СМА дистальная, Х-сцепленная бульбоспинальная амиотрофия Кеннеди и др.

Патогенез заболевания связан с поражением мотонейронов спинного мозга, что приводит к вторичному поражению мышечной системы (вялый тетрапарез). Кроме того, для заболевания типичны патологические изменения сурфактанта, что обусловливает частые заболевания дыхательной системы (острые пневмонии, бронхиты, респираторные инфекции).

Клиника. Выделяют ряд диагностических критериев СМА 1-3. Тип наследования – аутосомно-рецессивный (АР).

1) Возраст начала: 1 тип (СМА Верднига-Гоффмана) - с рождения до 6 месяцев; 2 тип (промежуточный вариант) – в первые 18 месяцев и 3 типа - позднее 18 месяцев.

2) Наличие мышечной слабости, преобладающей в проксимальных отделах, причем, в нижних конечностях в большей степени по сравнению с верхними; гипотония диффузная, сухожильная гипо- или арефлексия.

3) Симметричность поражения.

4) Фасцикулляции в мышцах языка, тремор кистей, наблюдающийся чаще при 2 и 3 типах.

5) Течение прогрессирующее (при СМА 1, 2 типов наблюдается задержка моторного развития); при 1 типе дети никогда не сидят без поддержки, при 2 типе - не могут стоять и ходить без поддержки, при 3 типе способны к самостоятельной ходьбе.

6) Продолжительность жизни при: СМА 1 - обычно менее 2-х лет (хотя при хорошем уходе значительно дольше); СМА 2 - более 2-х лет; СМА 3 - пациенты достигают пожилого возраста.

7) ЭМГ – СМА выявляется спонтанная активность, положительные острые волны, потенциалы фасцикулляций, низкие значения амплитуды суммарного потенциала действия (ПД) и другие признаки поражения мотонейронов спинного мозга. ЭМГ представлена ритмом «частокола».

Дыхательная недостаточность является основной причиной смерти при 1-2 типах.

-Интеллект не страдает, нередко – выше среднего.

-Типичны грубые деформации скелетной системы: деформации грудной клетки, кифозы, кифосколиозы.

-Характерный симптом - гипермобильность в суставах (т.е. переразгибание); однако могут иметь место контрактуры, особенно в голеностопных суставах.

Диагностика: клинико-генеалогический, ЭНМГ, ДНК-диагностика.

Дата добавления: 2014-01-11